專利名稱：光學頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學頭，尤其涉及一種能夠兼容不同格式的盤型記錄介質的光學頭。
適用于可高密度記錄和再現(xiàn)信息的數(shù)字視盤機(DVDP)的光學頭應該不僅能在數(shù)字視盤(DVD)記錄和再現(xiàn)，而且還能在CD類的記錄介質，例如一種小型盤(CD)，CD-R(可再記錄的)，CD-I，CD-G等記錄和再現(xiàn)，以便取得兼容性。
然而，現(xiàn)有的CD類盤的標準厚度是1.2mm，由于可允許的盤傾斜誤差、物鏡的數(shù)值孔徑等原因，DVD的標準厚度是0.6mm。因此，在用DVD的光學頭記錄和再現(xiàn)被記錄在CD上的信息時，由于其厚度的不同就會產(chǎn)生球差。由于這種球差，就不可能取得需要記錄信息信號用的足夠的光強度，或者在再現(xiàn)時會出現(xiàn)信號的惡化。
同樣，再現(xiàn)DVD和CD的光源有不同的波長，其中，現(xiàn)有再現(xiàn)CD的光源的波長約為780nm，而再現(xiàn)DVD的波長約為650nm。
一種傳統(tǒng)的可兼容的光學頭，能記錄和再現(xiàn)具有如上所述不同格式盤上的信息，它包括一發(fā)出波長約為650nm、適用于DVD格式的光源，但具有一種改進的結構，這種結構能對所用盤的厚度差進行補償，使得不同格式的盤可互換地用在具有這種可兼容光學頭的裝置中。在這種情況下，相比于采用發(fā)出780nm波長光的光源的光學頭，其光強度下降了約5％，但是由于它是在再現(xiàn)的可允許范圍內，所以這樣的問題不是嚴重的。
然而，當采用CD類中的一種CD-R時，使用發(fā)出650nm波長光的光源相比于使用發(fā)出780nm波長光的光源時會產(chǎn)生靈敏度方面的差別。即，由于CD-R有一層有機染料膜記錄層，所以跟波長有關的反射率的差別是顯著的，如

圖1所示。于是，在使用波長約為650nm的光時，反射率下降到10％以內，這將不可能使信號再現(xiàn)。
為了克服上述的問題，如圖9所示，設計了一種傳統(tǒng)的可兼容光學頭，它包括發(fā)出650nm波長光的第一光源21和發(fā)出780nm波長光的第二光源31。第一光源21適用于一種相對薄的盤10a，例如DVD盤，而第二光源31適用于一種相對厚的盤10b，例如CD盤。
由第一光源21發(fā)出的光被偏振分束器23反射，通過干涉濾光器33、λ/4光程差片11和全息元件13，再由物鏡15聚焦至光盤10上。干涉濾光器33將第二光源31發(fā)出的光反射到光盤10，再通過由光盤10反射的光。
由于第一光源21發(fā)出的光其直徑大于形成在全息元件13中心上的衍射圖形的直徑，所以該光不受到衍射，甚至在光通過全息元件13之后也不衍射，即，為零級衍射光，它被聚焦在相對薄的光盤10a上。另外，由第二光源31發(fā)出的光在通過全息元件13時受到衍射圖形的衍射，成為+1級光，并聚焦至相對厚的光盤10b上。
可兼容的光學頭采用兩種光源時可使用CD-R作為記錄介質。然而，其上形成衍射圖形的全息元件的使用將使組裝和光學布置有困難。而且，由于使用光學探測器，就需要對兩個光源發(fā)出的光的光軸進行精確的調整。
本發(fā)明的目的在于，提供一種能兼容于不同格式光盤的、結構簡單的可兼容光學頭，以克服上述的問題。
為實現(xiàn)上述目的，所提供的可兼容光學頭包括一發(fā)出一定波長光的第一光源；一第二光源，其發(fā)出的光的波長不同于第一光源所發(fā)出光的波長；一將第一和第二光源發(fā)出的光分別聚焦至記錄介質上的物鏡；一設置在第一、第二光源與物鏡之間的光路轉換裝置，用于改變入射光的傳播路徑；一第一光探測器，用于接收從第一光源發(fā)出的、并經(jīng)由記錄介質和光路轉換裝置入射的光；一第二光探測器，用于接收從第二光源發(fā)出的、并經(jīng)由記錄介質和光路轉換裝置入射的光。
光路轉換裝置包括一位于第一光源和物鏡之間光路上的第一分束器，用于將第一光源發(fā)出的光反射至記錄介質，再將由記錄介質反射的光通向第一光探測器；一位于第一分束器和物鏡之間光路上的第二分束器，用于將第二光源發(fā)出的光反射至記錄介質，并通過由所述記錄介質反射的光；一位于第一和第二分束器之間光路上的第三分束器，用于將第二光源發(fā)出、由記錄介質反射并通過第二分束器的光反射向第二光探測器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光路轉換裝置包括一位于第一光源和物鏡之間光路上的第一分束器，用于將第一光源發(fā)出的光反射至記錄介質，并將由記錄介質反射的光通向第一光探測器；一位于第一分束器和物鏡之間光路上的第二分束器，用于將第二光源發(fā)出的光反射至記錄介質，并通過由記錄介質反射的光；一位于物鏡和第二分束器之間光路上的第三分束器，用于將第一和第二光源發(fā)出的光傳到記錄介質，并傳輸從第一光源發(fā)出的、再由記錄介質反射的光，并將由光源發(fā)出的、由記錄介質反射的光反射至第二光探測器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，光路轉換裝置包括一位于第一光源和物鏡間光路上的第一分束器，用于將由第一光源發(fā)出的光傳到記錄介質，并將記錄介質反射的光反射至第一光探測器；一位于第二光源和物鏡間光路上的第二分束器，用于反射第二光源發(fā)出的光，并將記錄介質反射的光射向第二光探測器；一位于第一分束器和物鏡間光路上的第三分束器，用于將從第二光源發(fā)出的、由第二分束器反射的光反射至記錄介質，并將由記錄介質反射的光反射至第二分束器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，第一光源和第一光探測器互相鄰近安置，構成一第一組件。
本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點通過參見附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例將會更清楚，其中圖1是在采用CD-R作為記錄介質時光源波長和反射率的曲線圖；圖2是傳統(tǒng)可兼容光學頭的光學布置示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的可兼容光學頭的光學布置示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的可兼容光學頭的光學布置示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的可兼容光學頭的光學布置示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的可兼容光學頭的光學布置示意圖；圖7是圖6中所采用的第一組件的實施例的示意剖視圖。
如圖3所示，本發(fā)明第一實施例的可兼容光學頭包括產(chǎn)生和發(fā)出激光的第一和第二光源51和61；第一、第二和第三分束器53、63和65，它們作為光路轉換裝置設置在光路上，以改變入射光的傳播路徑；一物鏡41，用于將光源51和61發(fā)出的光聚焦至記錄介質10上；以及第一和第二光探測器57和69，用于接收由記錄介質10反射的光，并探測信息信號和誤差信號。
第一光源51產(chǎn)生和發(fā)射波長約為650nm的光，這種光可以在相對薄的光盤10a，例如DVD、DVD-ROM盤上記錄和再現(xiàn)信息。第二光源61產(chǎn)生和發(fā)射波長約為780nm的光，這種光可以在相對厚的光盤10b，例如CD類，尤其是CD-R盤上記錄和再現(xiàn)信息。
第一和第二光源51和61設置在不同的光路上，按照記錄介質的種類有選擇地驅動其中的一種光源。這里，第一和第二光源51和61的驅動機構是采用一種手動的操作方法，即，使用者選擇適合于某種記錄介質10的光源，或一種自動的操作方法，即，由可探測裝在播放機內的記錄介質10的種類的單獨的探測器(未圖示)來選擇光源。由于上述的驅動機構是公知的，所以略去對它們的詳述。
物鏡41對第一和第二光源51和61發(fā)出的光聚焦，在記錄介質10上形成一光點。物鏡41由根據(jù)聚焦誤差信號和循跡誤差信號來驅動的執(zhí)行器(未圖示)驅動。
第一和第二光探測器57和69分別接收由第一光源51和第二光源61發(fā)出、并經(jīng)由記錄介質10、第一、第二和第三分束器53、63和65入射的光。第一和第二光探測器57和69至少包括兩個光接收板(未圖示)，用于接收入射光，并產(chǎn)生相應于該光量的電信號。從第一和第二光探測器57和69輸出的電信號進行微分和/或求和放大，用于探測信息信號、循跡誤差信號和聚焦誤差信號。
第一分束器53位于第一光源51和物鏡41間的光路上，并將第一光源51發(fā)出的光反射至記錄介質10，再將由記錄介質10反射的光傳到第一光探測器57。第一分束器53以一定的比率通過一部分入射光，而反射其余部分的光。最好第一分束器53是如圖示的平面的，然而也可以是由兩個三角形組合而成的立方體型的。這里，第一光源和第一光探測器的布置可以依照立方體型結構來考慮。
第二分束器63位于第一分束器53和物鏡41之間光路上，將第二光源61發(fā)出的光反射至記錄介質10上，并將記錄介質10反射的光通過該分束器。
另外，第三分束器65位于第一和第二分束器53和63之間的光路上，并改變傳播光路，使第一光源61發(fā)出的、通過第二分束器63、并由記錄介質10反射的光射向第二光探測器69。第一、第二和第三分束器53、63和65中的每一個均可涂層，使一定波長區(qū)域內的光可有選擇地通過或反射。
第二和第三分束器63和65可以是平面的或立方體的。在第二和第三分束器63和65是平面的情況下，由于兩個分束器63和65的傾斜而引起的象散，在第一光源51發(fā)出的光通過時不應出現(xiàn)，于是，如圖所示，第二和第三分束器63和65沿相反方向傾斜，以抵消互相之間的象散。最好，第二和第三分束器63和65之間的傾斜角為90°。
在物鏡41和第二分束器63之間的光路上還設置有準直透鏡45。由于第一光源51位于準直透鏡45的焦點上，所以從第一光源發(fā)出的、通過準直透鏡45的光成為平行光。另，由于第二光源位于偏離準直透鏡45的焦點位置，即，位于比焦距短的位置上，所以從第二光源61發(fā)出的、通過準直透鏡45的光A發(fā)散成為幾乎類似于平行光的光。如上所述，由第二光源61發(fā)出的、經(jīng)準直透鏡45的光的發(fā)散可以阻止產(chǎn)生球差，這是由于在制造用于相對薄光盤10a的物鏡41時，光源的波長和記錄介質10之間的一種厚度差所造成的。
由第一光源51發(fā)出的、并通過準直透鏡45和物鏡41的光聚焦在相對薄的記錄介質10a上。由第二光源61發(fā)出的、并通過準直透鏡45和物鏡41的光聚焦在相對厚的記錄介質10b上。
另，在第一分束器53和第一光探測器57之間的光路上還設置有第一傳感器透鏡55，對入射到第一光探測器57上的光的聚焦予以控制。第一傳感器透射55有利于第一光探測器57的光學布置。另外，可控制第一傳感器透鏡55的曲率，使通過第一傳感器透鏡55的光的水平方向焦點位置不同于其垂直方向焦點的位置，這就引起象散。于是，第一光探測器57可以按象散法探測聚焦誤差信號。
在第三分束器65和第二光探測器69之間的光路上還設有一第二傳感器透鏡67。第二傳感器透鏡67的結構和作用基本上與第一傳感器透鏡55的相同。
本發(fā)明第二實施例所述的一種可兼容的光學頭表示在圖4中。圖中，與圖3中相同的標號表示相同的元件。參見圖4，一第二分束器163設置在第一分束器53和物鏡41之間的光路上，并將從第二光源61發(fā)出的光反射至記錄介質10，再通過從記錄介質反射的入射光。
一第三分束器165位于物鏡41和第二分束器163之間的光路上，并通過來自第一和第二光源51和61的入射光，將由第二光源61發(fā)出的、由記錄介質10反射的光射向第二光探測器69。
這里，最好第二和第三分束器163和165是如圖4所示的立方體形的，它可使從第二光源61發(fā)出的光的形狀不會由于象散而變形。
一種根據(jù)本發(fā)明第三實施例的可兼容的光學頭，如圖5所示。圖中，相同的標號表示相同的元件。根據(jù)本實施例的特征，第三分束器65位于第一分束器53和物鏡41之間的光路上，并將第二光源61發(fā)出的光反射到記錄介質10，以及反射從記錄介質10反射的入射光。
第二分束器63位于第二光源61和第三分束器65之間的光路上，并將從第三分束器入射的光射向第二光探測器69。
最好是，第一、第二和第三分束器53、63和65是圖5所示的扁平形的。圖中，第一分束器53和第三分束器65相對傾斜。還有，第一光源51與第一分束器53、第三分束器65、物鏡41和記錄介質10在一條直線上。
第一、第二和第三分束器53、63和65可以是立方體的或如上所述的扁平的。
見圖6，本發(fā)明第四實施例的一種可兼容的光學頭，它包括第一和第二光學組件70和80，用于發(fā)射出不同波長的光，并同時接收由記錄介質10反射的光；物鏡41，將第一和第二光學組件70和80發(fā)出的光聚焦到記錄介質10的記錄面上；一光路轉換裝置，例如一分束器47，設置在光路上，以改變入射光的傳播路徑。與以前圖中相同的標號表示相同的元件。
根據(jù)本實施例的特征，光源和光探測器組合成一光學組件。在這種情況下，就不需要在光路中插入第一分束器53(見圖3)和第三分束器65。于是，由于只有一分束器47作為光路轉換裝置，所以可使光學系統(tǒng)的結構簡單化，光的利用率得到提高。
第一和第二光學組件70和80中的一個可以由如圖3至5所示的光源和光探測器組成。
第一光學組件70，在分束器47具有立方體型結構時可以采用，它的構成如圖7所示。在圖7中，第一光學組件70包括，一基板71，其上安置第一光源151和第一光探測器157，外殼72罩住第一光源151和第一光探測器157，在外殼上還有一發(fā)射窗73，在發(fā)射窗73內安置一全息元件74。
當?shù)谝还庠?51是一邊緣發(fā)射激光器時，第一光源151通過安裝件75連接到基板71。另外，第一光學組件70包括多個貫穿并固定到基板71上的引線76，用于驅動第一光源151和第一光探測器157。
全息元件74使從第一光源151發(fā)出的光直接射到圖6的記錄介質，而將由記錄介質10反射的光衍射向第一光探測器157。
圖6的第二光學組件80的結構類同于第一光學組件70的結構，不同之處是，第二光源(未圖示)和第二光探測器發(fā)射的光和探測的光的波長不同于第一光源151和第一光探測器的光的波長。
當分束器47的形狀制成傾斜的平板時，第一和第二光學組件70和80的全息元件74成斜角地設置在光路上，其傾斜方向與分束器47的傾斜方向相反。于是，從第一光源51入射到記錄介質10上的光的畸變可得到阻止。
一種根據(jù)本發(fā)明的可兼容的光學頭，包括發(fā)射出不同波長光的第一和第二光源，和根據(jù)所用記錄介質的種類通過選擇驅動一種光源來兼容地使用不同厚度的光盤，并且可防止對記錄在CD類盤上，尤其是盤上具有有機染料膜記錄層的CD-R盤上的信息再現(xiàn)時數(shù)據(jù)的破壞。另外，有選擇地使用兩個光源可以提高光學頭的使用壽命，使用兩個光探測器也便于每個組成部件的光路布置。
權利要求
1.一種可兼容的光學頭，它包括一發(fā)射具有預定波長的第一光源；一發(fā)射波長不同于所述第一光源發(fā)出光波長的第二光源；一物鏡，用于分別將所述第一和第二光源發(fā)出的光聚焦到記錄介質上；一光路轉換裝置，位于所述第一和第二光源之間的光路上，所述物鏡用于改變入射光的傳播路徑；一第一光探測器，用于接收由所述第一光源發(fā)出的、并經(jīng)由所述記錄介質和所述光路轉換裝置入射的光；一第二光探測器，用于接收由所述第二光源發(fā)出的、并經(jīng)由所述記錄介質和所述光路轉換裝置入射的光。
2.如權利要求1的可兼容的光學頭，其中，所述的光路轉換裝置包括一位于所述第一光源和所述物鏡之間光路上的第一分束器，用于將由所述第一光源發(fā)出的光反射到所述記錄介質，并將由所述記錄介質反射的光射向所述第一光探測器；一位于所述第一分束器和所述物鏡之間光路上的第二分束器，用于將由所述第二光源發(fā)出的光反射到所述記錄介質上，并傳送由所述記錄介質反射的光；一位于所述第一和第二分束器之間光路上的第三分束器，用于將從所述第二光源發(fā)出的、由記錄介質反射并通過所述第二分束器的光反射向所述第二光探測器。
3.如權利要求2的可兼容的光學頭，還包括，一準直透鏡，用于將入射在所述第一和第二光源之間和所述物鏡上的發(fā)散光變成平行光或近似平行的光。
4.如權利要求3的可兼容的光學頭，其中，所述第二光源位于所述準直透鏡的焦距內，使由所述第二光源發(fā)出并通過所述的準直透鏡的光以一定的角度發(fā)散。
5.如權利要求2的可兼容的光學頭，還包括，一第一傳感器透鏡，用于調節(jié)入射到至少一個所述第一和第二光探測器的光路上的入射光的聚焦。
6.如權利要求1的可兼容的光學頭，其中，所述光路轉換裝置包括一位于所述第一光源和所述物鏡之間光路上的第一分束器，用于將由所述第一光源發(fā)出的光反射到所述記錄介質，并將由所述記錄介質反射的光射向所述第一光探測器；一位于所述第一分束器和所述物鏡之間光路上的第二分束器，用于將由所述第二光源發(fā)出的光反射到所述記錄介質，并將通過由所述記錄介質反射的光；一位于所述物鏡和所述第二分束器之間光路上的第二分束器，用于將由所述第一和第二光源發(fā)出的光射到所述記錄介質，并通過由所述第一光源發(fā)出的、和由所述記錄介質反射的光，以及將由所述光源發(fā)出的、和由所述記錄介質反射的光反射到所述的第二光探測器。
7.如權利要求6的可兼容的光學頭，還包括一準直透鏡，用于將入射在所述第一和第二光源之間光路上以及物鏡上的發(fā)散光變成為平行光或近似于平行的光。
8.如權利要求7的可兼容的光學頭，其中，所述第二光源位于所述準直透鏡的焦距內，使由所述第二光源發(fā)出、并通過準直透鏡的光以一定的角度發(fā)散。
9.如權利要求6的可兼容的光學頭，還包括，一第一傳感器透鏡，用于調節(jié)入射到至少所述第一和第二光探測器中的一個上的光的聚焦。
10.如權利要求1的可兼容的光學頭，其中，所述的光路轉換裝置包括一位于所述第一光源和所述物鏡之間光路上的第一分束器，用于將由所述第一光源發(fā)出的光射向所述記錄介質，并將由所述記錄介質反射的光反射到所述第一光探測器；一位于所述第二光源和所述物鏡間光路上的第二分束器，用于反射從所述第二光源發(fā)出的光，并將由所述記錄介質反射的光射向所述第二光探測器；和一位于所述第一分束器和所述物鏡之間光路上的第三分束器，用于將由所述第二光源發(fā)出的、由所述第二分束器反射的光反射到所述記錄介質，并將所述記錄介質反射的光反射到所述第二分束器。
11.如權利要求10的可兼容的光學頭，還包括，一準直透鏡，用于將入射到所述第一和第二光源之間的光路以及所述物鏡上的發(fā)散光改變?yōu)槠叫泄饣蛘呓破叫械墓狻?br> 12.如權利要求11的可兼容的光學頭，其中，所述第二光源位于所述準直透鏡的焦距內，使從第二光源發(fā)出的、通過所述準直透鏡的光以一定的角度發(fā)散。
13.如權利要求10的可兼容的光學頭，還包括，一第一傳感器透鏡，用于調節(jié)入射在至少所述第一和第二光探測器中的一個的光路上的光的聚焦。
14.如權利要求1的可兼容的光學頭，其中，所述第一光源和所述第一光探測器互相靠近地安裝，構成一第一組件。
15.如權利要求14的可兼容的光學頭，其中，所述第一組件包括一基板，所述第一光源和所述第一光探測器安裝在所述基板上；一外殼，具有通過從所述第一光源發(fā)出的光的發(fā)射窗，所述外殼蓋住所述第一光源和所述第一光探測器；一全息元件，安置在所述發(fā)射窗內，用于將從所述第一光源發(fā)出的、以及經(jīng)過所述物鏡和所述記錄介質接收的光導向到所述第一光探測器。
16.如權利要求1的可兼容的光學頭，其中，所述第二光源和第二光探測器互相靠近安置，構成一第二組件。
17.如權利要求16的可兼容的光學頭，其中，所述第二組件包括一基板，在該基板上安裝所述第二光源和所述第二探測器；一外殼，具有通過從所述第二光源發(fā)出的光的發(fā)射窗，該外殼蓋住所述第二光源和所述第二光探測器；一全息元件，安置在所述發(fā)射窗內，將由所述第二光源發(fā)出的、并經(jīng)由所述物鏡和記錄介質接收的光導向到所述第二光源。
全文摘要
一種光學頭,可兼容不同格式的光盤,它包括:—發(fā)射某一波長光的第一光源;—發(fā)射波長不同于第一光源發(fā)出光的波長的第二光源;—物鏡,分別將從第一和第二光源發(fā)出的光聚焦到記錄介質上;光路轉換裝置,設置在第一和第二光源之間的光路上,以改變入射光的傳播路徑;一第一光探測器,用于接收從第一光源發(fā)出的、經(jīng)由記錄介質和光路轉換裝置入射的光;一第二光探測器,用于接收從第二光源發(fā)出的、經(jīng)由記錄介質和光路轉換裝置入射的光。
文檔編號G11B7/085GK1170932SQ9711496
公開日1998年1月21日 申請日期1997年6月7日 優(yōu)先權日1996年6月7日
發(fā)明者李哲雨, 辛東鎬, 鄭鐘三, 成平庸, 趙虔皓, 催顯燮, 李庸勛, 金泰儆, 樸魯京 申請人:三星電子株式會社